TW201515433A - 影像校正系統和立體照相機的校正方法 - Google Patents
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Abstract
立體照相機的校正方法包含控制該立體照相機的左眼影像擷取單元和右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作以產生一左眼影像與一右眼影像；分別從該一左眼影像與該一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點；根據該複數個第一特徵點與該複數個第二特徵點與該立體照相機的內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正動作。
Description
本發明是有關於一種影像校正系統和立體照相機的校正方法，尤指一種利用立體照相機的製造商所提供的具有複數個特徵點的校正圖案和立體照相機的內部參數補償立體照相機的外部參數漂移的影像校正系統和立體照相機的校正方法。
為了要使立體照相機產生良好品質的立體影像，立體照相機通常需要高機構與高光學準度，其中在立體照相機出廠前，立體照相機的製造商會在立體照相機的製造過程中維持上述立體照相機所需的高機構與高光學準度。然而在立體照相機出廠後，上述立體照相機所需的機構與光學準度會因為立體照相機的使用環境或使用方法(例如立體照相機的使用環境或使用方法可造成立體照相機的左/右眼影像擷取單元的位置或擷取影像角度產生改變，或或左/右眼影像擷取單元的鏡片發生形變)而無法維持。因此，在立體照相機出廠且使用者操作一段時間後，立體照相機需要再進行影像校正以補償立體照相機的機構與光學準度漂移。
現有技術所提供的校正方法是主要利用棋盤格等測試圖案，重複的對立體照相機執行一影像矯正動作。然而現有技術所提供的大部分是適合由專業受過訓練的技工和自動設備在立體照相機的製造過程中執行。因此，當使用者操作立體照相機一段時間後，立體照相機需要影像校正時，使用者
可能需要送回立體照相機至立體照相機的製造商。如此，對於使用者而言，現有技術是不方便、曠日費時且需要額外的花費。
本發明的一實施例提供一種立體照相機的校正方法，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元。該校正方法包含控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像；分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至一記憶體；下載該立體照相機的內部參數至該記憶體；根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；及分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作。
本發明的另一實施例提供一種立體照相機的校正方法，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一記憶體。該校正方法包含控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像；分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該記憶體；根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與儲存於該記憶體內的該立體照相機的內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；及分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作。
本發明的另一實施例提供一種立體照相機的校正方法，其中該立
體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元。該校正方法包含利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作；計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作；及利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對一校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
本發明的另一實施例提供一種影像校正系統。該影像校正系統包含一立體照相機與一校正圖案。該立體照相機包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元、一記憶體和一處理器。該校正圖案具有複數個特徵點。該處理器是用以控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像，用以分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該記憶體，用以根據該複數個第一特徵點與該複數個第二特徵點與該立體照相機的內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，以及用以分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作。
本發明的另一實施例提供一種影像校正系統。該影像校正系統包含立體照相機和一校正圖案。該立體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元。該校正圖案具有複數個特徵點。該立體照相機電連接至該立體照相機外的一裝置以執行一影像矯正動作，其中該裝置的處理器控制該
左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像，分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該裝置的記憶體，下載該立體照相機的內部參數至該記憶體，根據該複數個第一特徵點與該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，以及分別根據該相機校正參數影像矯正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正(image rectification)動作。
本發明的另一實施例提供一種影像校正系統。該影像校正系統包含一立體照相機與一校正圖案。該立體照相機包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一處理器。該處理器是用以利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作，在該處理器執行該自動校正動作後，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作，以及在該處理器執行該影像矯正(image rectification)動作後，利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
本發明的另一實施例提供一種影像校正系統。該影像校正系統包含立體照相機和一校正圖案。該立體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元。該立體照相機電連接至該立體照相機外的一裝置以執行一影像矯正動作，其中該裝置的處理器下載該立體照相機的內部參數與外部參
數，利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作，在該處理器執行該自動校正動作後，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正(image rectification)動作，以及在該處理器執行該影像矯正(image rectification)動作後，利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
本發明的另一實施例提供一種影像校正系統。該影像校正系統包含一立體照相機，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一處理器，該處理器電連接該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元，且該立體照相機具有一內部參數。該處理器控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作，以產生對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點，又該處理器根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的一相機校正參數，以及根據該相機校正參數，對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一影像矯正動作。
本發明提供一種影像校正系統和立體照相機的校正方法。因為在該立體照相機出廠且被一使用者操作一段時間後，該立體照相機會因為該立體照相機的使用環境、使用方法或使用狀況造成該立體照相機的外部參數(或該立體照相機的內部參數和外部參數)漂移，導致該立體照相機的機構與光學準度降低，所以本發明所提供的影像校正系統和立體照相機的校正方法是適用在該立體照相機出廠且被該使用者操作一段時間後。由於本發明是利用該
立體照相機的製造商所提供的一具有複數個特徵點的校正圖案(印刷在一板子上或是可顯示在一顯示幕上)和該立體照相機的內部參數補償該立體照相機的外部參數漂移，以及本發明亦可利用現有技術所提供的數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數和外部參數對該立體照相機的左眼影像擷取單元與右眼影像擷取單元執行自動校正動作，所以相較於現有技術，本發明對於該使用者而言較方便、花費較低且無須專業技巧。
10‧‧‧影像校正系統
100‧‧‧立體照相機
102‧‧‧左眼影像擷取單元
104‧‧‧右眼影像擷取單元
120‧‧‧裝置
130‧‧‧校正圖案
140‧‧‧左眼影像
150‧‧‧右眼影像
160‧‧‧板子
170‧‧‧顯示幕
1202‧‧‧記憶體
1204‧‧‧處理器
FP1-FP9‧‧‧特徵點
FFP1-FFP9‧‧‧第一特徵點
SFP1-SFP9‧‧‧第二特徵點
200-212、600-614、700-720、800-812‧‧‧步驟
第1圖是說明一種立體照相機、裝置與校正圖案的示意圖。
第2圖是本發明的一第一實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。
第3圖是說明左眼影像的示意圖。
第4圖是說明右眼影像的示意圖。
第5圖是說明顯示幕顯示校正圖案的示意圖。
第6圖是本發明的一第二實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。
第7圖是本發明的一第三實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。
第8圖是本發明的一第四實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。
請參照第1圖，第1圖是說明一種立體照相機100、裝置120與校正圖案130的示意圖，其中立體照相機100和校正圖案130是包含於一影像校正系統10，立體照相機100包含一左眼影像擷取單元102和一右眼影像擷取單元104，且裝置120包含一記憶體1202和一處理器1204。請參照第2-4圖，第2圖是本發明的一第一實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖，第3圖是說明一左眼影像140的示意圖，以及第4圖是說明一右眼影像150的示意圖。第2圖的校正方法是利用第1圖的影像校正系統10與裝置120說明，詳細步驟如下：
步驟200：開始；步驟202：在立體照相機100出廠且操作一段時間後，處理器1204控制左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104分別對具有9個特徵點FP1-FP9的校正圖案130執行一影像擷取動作以產生左眼影像140與右眼影像150；步驟204：處理器1204分別從左眼影像140與右眼影像150萃取對應9個特徵點FP1-FP9的9個第一特徵點FFP1-FFP9與9個第二特徵點SFP1-SFP9至記憶體1202；步驟206：處理器1204下載立體照相機100的內部參數至記憶體1202；步驟208：處理器1204根據9個第一特徵點FFP1-FFP9、9個第二特徵點SFP1-SFP9與立體照相機100的內部參數，計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數；步驟210：處理器1204分別根據對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行一影像矯正(image rectification)動作；步驟212：結束。
在立體照相機100出廠且操作一段時間後，立體照相機100會因為立體照相機100的使用環境、使用方法或使用狀況造成立體照相機100的外部參數漂移，導致立體照相機100的機構與光學準度降低，其中立體照相機100的外部參數包含左眼影像擷取單元102的位置、右眼影像擷取單元104的位置、左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104之間的距離、左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104之間的相對旋轉角度，以及左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104之間的相對歪斜。因此，立體照
相機100需要被影像矯正以補償立體照相機100的外部參數漂移。在步驟202中，在裝置120電連接立體照相機100後，處理器1204可控制左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104分別對具有9個特徵點FP1-FP9的校正圖案130執行影像擷取動作以產生左眼影像140與右眼影像150，其中校正圖案130是印刷在一平整的板子160上(如第1圖所示)。但本發明並不受限於第1圖所示的校正圖案130的形狀與圖案。但在本發明的另一實施例中，校正圖案130是儲存於一儲存裝置內且可用以顯示在一顯示幕170上(如第5圖所示)。另外，本發明並不受限於校正圖案130具有9個特徵點FP1-FP9，亦即校正圖案130可具有複數個特徵點。如第3、4圖所示，因為校正圖案130具有9個特徵點FP1-FP9，所以左眼影像擷取單元102所產生的左眼影像140亦具有9個第一特徵點FFP1-FFP9以及右眼影像擷取單元104所產生的右眼影像150亦具有9個第二特徵點SFP1-SFP9。如第3、4圖所示，在步驟204中，因為左眼影像140具有9個第一特徵點FFP1-FFP9以及右眼影像150具有9個第二特徵點SFP1-SFP9，所以處理器1204可分別從左眼影像140與右眼影像150萃取對應9個特徵點FP1-FP9的9個第一特徵點FFP1-FFP9與9個第二特徵點SFP1-SFP9至記憶體1202。在步驟206中，處理器1204下載立體照相機100的內部參數至記憶體1202，其中立體照相機100的內部參數包含對應左眼影像擷取單元102的鏡片焦距、光軸、鏡片形變等，以及對應右眼影像擷取單元104的鏡片焦距、光軸、鏡片形變等。另外，立體照相機100的內部參數是儲存在立體照相機100的製造商的伺服器，或是儲存在立體照相機100的製造商所提供的一儲存裝置內。在步驟208中，在處理器1204下載立體照相機100的內部參數至記憶體1202後，處理器1204即可根據萃取自左眼影像140的9個第一特徵點FFP1-FFP9、萃取自右眼影像150的9個第二特徵點SFP1-SFP9與立體照相機100的內部參數，計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數。在步驟210中，當處理器1204計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數後，處理器1204分別根據對
應立體照相機100的外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行一影像矯正(image rectification)動作，亦即因為立體照相機100的使用環境、使用方法或使用狀況造成立體照相機100的外部參數漂移，所以處理器1204可分別根據對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數，補償(亦即矯正)左眼影像擷取單元102所產生的左眼影像和右眼影像擷取單元104所產生的右眼影像。另外，於本發明的一實施例中，影像矯正動作的目的是使左眼影像擷取單元102所產生的一左眼影像的複數個第一特徵點和右眼影像擷取單元104所產生的一右眼影像的複數個第二特徵點對齊(例如掃描線對掃描線(line to line)對齊)以節省處理器1204後續處理所需記憶體空間，其中掃描線對掃描線對齊是指在影像平面上，複數個第一特徵點與複數個第二特徵點中各自相對應的點在同一X軸上(左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104置放在同一水平面)或在同一Y軸上(左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104置放在同一垂直面)。另外，在本發明的另一實施例中，裝置120是包含在立體照相機100內，其中當立體照相機100包含裝置120時，立體照相機100的內部參數(和外部參數)是儲存在記憶體1202，或是由處理器1202從立體照相機100的製造商的伺服器或立體照相機100的製造商所提供的儲存裝置中下載立體照相機100的內部參數(和外部參數)至記憶體1202。另外，在立體照相機100出廠且操作一段時間後，立體照相機100可能因為立體照相機100的使用環境、使用方法或使用狀況造成立體照相機100的內部參數與外部參數漂移，導致立體照相機100的機構與光學準度降低，所以在本發明的另一實施例中，在步驟208中，處理器1204可根據萃取自左眼影像140的9個第一特徵點FFP1-FFP9與萃取自右眼影像150的9個第二特徵點SFP1-SFP9，計算出對應立體照相機100的內部參數與外部參數的相機校正參數，以及在步驟210中，處理器1204分別根據對應立體照相機100的內部參數與外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行影像矯正(image rectification)動作。於本發明
的一實施例中，校正圖案130是一個單一圖案而非如先前技術是由多數個圖案所組成，因此相較於現有技術，本發明對於該使用者而言較方便、花費較低且無須專業技巧。另外，在本發明的另一實施例中，影像校正系統10包含立體照相機100。
請參照第1、3、4、6圖，第6圖是本發明的一第二實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。第6圖的校正方法是利用第1圖的影像校正系統10與裝置120說明，詳細步驟如下：步驟600：開始；步驟602：在立體照相機100出廠且操作一段時間後，處理器1204控制左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104分別對具有9個特徵點FP1-FP9的校正圖案130執行一影像擷取動作以產生複數個左眼影像與複數個右眼影像；步驟604：處理器1204分別對複數個左眼影像與複數個右眼影像執行一去雜訊動作；步驟606：處理器1204分別從複數個去雜訊的眼影像與複數個去雜訊右眼影像萃取對應9個特徵點FP1-FP9的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至記憶體1202；步驟608：處理器1204下載立體照相機100的內部參數至記憶體1202；步驟610：處理器1204根據複數個第一特徵點、複數個第二特徵點與立體照相機100的內部參數，計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數；步驟612：處理器1204分別根據對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行
一影像矯正(image rectification)動作；步驟614：結束。
第6圖的實施例和第2圖的實施例的差別在於在步驟602中，處理器1204在一預定時間中控制左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104分別對具有9個特徵點FP1-FP9的校正圖案130執行影像擷取動作以產生複數個左眼影像(例如複數個類似第3圖所示的左眼影像140)與複數個右眼影像(例如複數個類似第4圖所示的右眼影像150)；在步驟604中，處理器1204分別對複數個左眼影像與複數個右眼影像執行去雜訊動作；以及在步驟606中，處理器1204分別從複數個去雜訊的左眼影像與複數個去雜訊的右眼影像萃取對應9個特徵點FP1-FP9的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至記憶體1202。另外，第6圖的實施例的其餘操作原理都和第2圖的實施例相同，在此不再贅述。
請參照第1、7圖，第7圖是本發明的一第三實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。第7圖的校正方法是利用第1圖的影像校正系統10與裝置120說明，詳細步驟如下：步驟700：開始；步驟702：在立體照相機100出廠且操作一段時間後，處理器1204控制左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104分別對具有9個特徵點FP1-FP9的校正圖案130執行一影像擷取動作以產生複數個左眼影像與複數個右眼影像；步驟704：處理器1204分別對複數個左眼影像與複數個右眼影像執行一去雜訊動作；步驟706：處理器1204分別從複數個去雜訊的左眼影像與複數
個去雜訊的右眼影像萃取對應9個特徵點FP1-FP9的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至記憶體1202；步驟708：處理器1204下載立體照相機100的內部參數至記憶體1202；步驟710：處理器1204根據複數個第一特徵點、複數個第二特徵點與立體照相機100的內部參數，計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數；步驟712：處理器1204分別根據對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行一影像矯正(image rectification)動作；步驟714：處理器1204利用一成本函數(cost function)評估左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104的校正是否滿足一預定標準；如果是，進行步驟720；如果否，進行步驟716；步驟716：處理器1204利用一數值最佳化方法對左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104執行一自動校正動作；步驟718：處理器1204計算出對應立體照相機100的外部參數的新相機校正參數，跳回步驟712；步驟720：結束。
第7圖的實施例和第6圖的實施例的差別在於在步驟714中，處理器1204利用成本函數根據左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104分別對校正圖案130執行影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104的校正是否滿足預定標準，其中成本函數是有關於校正後的左眼影像與校正後的右眼影像之間的絕對差異，但本發明並不受限於成本函數是有關於校正後的左眼影像與校正後的右眼影像之間的絕對差異；在步驟716中，
處理器1204利用現有技術所提供的數值最佳化方法對左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104執行自動校正動作，亦即處理器1204利用現有技術所提供的數值最佳化方法極小化成本函數；以及在步驟718中，在處理器1204對左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104執行自動校正動作後，處理器1204可計算出對應立體照相機100的外部參數的新相機校正參數。另外，第7圖的實施例的其餘操作原理都和第6圖的實施例相同，在此不再贅述。
請參照第1、8圖，第8圖是本發明的一第四實施例說明一種立體照相機的校正方法的流程圖。第8圖的校正方法是利用第1圖的影像校正系統10與裝置120說明，詳細步驟如下：步驟800：開始；步驟802：處理器1204下載立體照相機100的內部參數和外部參數至記憶體1202；步驟804：處理器1204利用一數值最佳化方法對左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104執行一自動校正動作；步驟806：處理器1204計算出對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數；步驟808：處理器1204分別根據對應立體照相機100的外部參數的相機校正參數對左眼影像擷取單元102和右眼影像擷取單元104，執行一影像矯正(image rectification)動作；步驟810：處理器1204利用一成本函數評估左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104的校正是否滿足一預定標準；如果是，進行步驟812；如果否，跳回步驟804；步驟812：結束。
第8圖的實施例和第2、6、7圖的實施例的差別在於在步驟802中，處理器1204是下載立體照相機100的內部參數和外部參數至記憶體1202；以及在步驟804中，處理器1204利用數值最佳化方法和立體照相機100的內部參數和外部參數對左眼影像擷取單元102與右眼影像擷取單元104執行自動校正動作。另外，步驟806和步驟718相同，步驟808和步驟712相同，以及步驟810和步驟714相同，所以步驟806、808、810的操作原理在此不再贅述。
綜上所述，因為在立體照相機出廠且被使用者操作一段時間後，立體照相機會因為立體照相機的使用環境、使用方法或使用狀況造成立體照相機的外部參數(或立體照相機的內部參數和外部參數)漂移，導致立體照相機的機構與光學準度降低，所以本發明所提供的影像校正系統和立體照相機的校正方法是適用在立體照相機出廠且被使用者操作一段時間後。由於本發明是利用立體照相機的製造商所提供的具有複數個特徵點的校正圖案(印刷在板子上或是可顯示在顯示幕上)和立體照相機的內部參數補償立體照相機的外部參數漂移，以及本發明亦可利用現有技術所提供的數值最佳化方法和立體照相機的內部參數和外部參數對左眼影像擷取單元與右眼影像擷取單元執行自動校正動作，所以相較於現有技術，本發明對於使用者而言較方便、花費較低且無須專業技巧。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
200-212‧‧‧步驟
Claims (29)
- 一種立體照相機的校正方法，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元，該校正方法包含：控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像；分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至一記憶體；下載該立體照相機的內部參數至該記憶體；根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；及分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正(image rectification)動作。
- 如請求項1所述校正方法，另包含：對該至少一左眼影像與該至少一右眼影像執行一去雜訊動作。
- 如請求項1所述校正方法，另包含：在分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正動作後，一處理器利用一成本函數(cost function)根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行該影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
- 如請求項3所述校正方法，其中當該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷 取單元的校正沒有滿足該預定標準時，該校正方法另包含：利用一數值最佳化方法對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作；計算出對應該立體照相機的外部參數的新相機校正參數；及分別根據該新相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正動作。
- 一種立體照相機的校正方法，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一記憶體，該校正方法包含：控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像；分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該記憶體；根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與儲存於該記憶體內的該立體照相機的內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；及分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正動作。
- 一種立體照相機的校正方法，其中該立體照相機包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元，該校正方法包含：利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作；計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數；分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷 取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正動作；及利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對一校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
- 如請求項6所述校正方法，其中當該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正沒有滿足該預定標準時，該校正方法另包含：再次利用該數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行該自動校正動作。
- 如請求項6所述校正方法，另包含：下載該立體照相機的內部參數與外部參數。
- 如請求項1、5或6所述校正方法，其中該立體照相機的內部參數包含對應該左眼影像擷取單元的鏡片焦距、光軸及鏡片形變，以及對應該右眼影像擷取單元的鏡片焦距、光軸及鏡片形變。
- 如請求項1、5或6所述校正方法，其中該立體照相機的外部參數包含該左眼影像擷取單元的位置、該右眼影像擷取單元的位置、該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元之間的距離、該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元之間的相對旋轉角度及該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元之間的相對歪斜。
- 如請求項1、5或6所述校正方法，其中該校正圖案是印刷在一板子上或是顯示在一顯示幕上。
- 一種影像校正系統，包含：一立體照相機，包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元、一記憶體和一處理器；及一校正圖案，具有複數個特徵點；其中該處理器是用以控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像，用以分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該記憶體，用以根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與該立體照相機的內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，以及用以分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正動作。
- 如請求項12所述影像校正系統，其中該處理器另用以對該至少一左眼影像與該至少一右眼影像執行一去雜訊動作。
- 如請求項12所述影像校正系統，其中在該處理器分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正動作後，該處理器另用以利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行該影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
- 如請求項14所述影像校正系統，其中當該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正沒有滿足該預定標準時，該處理器另用以利用一數值最佳化方法對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校 正動作，在該處理器利用該數值最佳化方法對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行該自動校正動作後，計算出對應該立體照相機的外部參數的新相機校正參數，以及分別根據該新相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正(image rectification)動作。
- 如請求項12所述影像校正系統，其中該立體照相機的內部參數是儲存在該記憶體。
- 如請求項12所述影像校正系統，其中該處理器另用以下載該立體照相機的內部參數至該記憶體。
- 一種影像校正系統，包含：一立體照相機，包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元；及一校正圖案，具有複數個特徵點；其中該立體照相機電連接至該立體照相機外的一裝置以執行一影像矯正動作，其中該裝置的處理器控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作以產生至少一左眼影像與至少一右眼影像，分別從該至少一左眼影像與該至少一右眼影像萃取對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點至該裝置的記憶體，下載該立體照相機的內部參數至該記憶體，根據該複數個第一特徵點與該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，以及分別根據該相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正動作。
- 一種影像校正系統，包含：一立體照相機，包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一處理器；及一校正圖案；其中該處理器是用以利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作，在該處理器執行該自動校正動作後，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行一影像矯正動作，以及在該處理器執行該影像矯正動作後，利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
- 如請求項19所述影像校正系統，其中當該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正沒有滿足該預定標準時，該處理器再次利用該數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行該自動校正動作。
- 如請求項19所述影像校正系統，其中該立體照相機的內部參數與外部參數是儲存在該立體照相機另包含的一記憶體。
- 如請求項19所述影像校正系統，其中該處理器另用以下載該立體照相機的內部參數與外部參數至該立體照相機另包含的一記憶體。
- 一種影像校正系統，包含：一立體照相機，包含一左眼影像擷取單元和一右眼影像擷取單元；及一校正圖案；其中該立體照相機電連接至該立體照相機外的一裝置以執行一影像矯正動作，其中該裝置的處理器下載該立體照相機的內部參數與外部參數，利用一數值最佳化方法和該立體照相機的內部參數與外部參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一自動校正動作，在該處理器執行該自動校正動作後，計算出對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數，分別根據對應該立體照相機的外部參數的相機校正參數對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元，執行該影像矯正(image rectification)動作，以及在該處理器執行該影像矯正動作後，利用一成本函數根據該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元分別對該校正圖案執行一影像擷取動作所產生的一校正後的左眼影像與一校正後的右眼影像之間的差異，評估該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元的校正是否滿足一預定標準。
- 如請求項12、18、19或23所述影像校正系統，其中該校正圖案是印刷在一板子上，或該校正圖案是儲存於一儲存裝置用以顯示在一顯示幕上。
- 一種影像校正系統，包含：一立體照相機，包含一左眼影像擷取單元、一右眼影像擷取單元和一處理器，其中該處理器電連接該左眼影像擷取單元與該右眼影像擷取單元，且該立體照相機具有一內部參數；其中該處理器控制該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元分別對一具有複數個特徵點的校正圖案執行一影像擷取動作，以產生對應該複數個特徵點的複數個第一特徵點與複數個第二特徵點，該處理器 根據該複數個第一特徵點、該複數個第二特徵點與該內部參數，計算出對應該立體照相機的一相機校正參數，以及根據該相機校正參數，對該左眼影像擷取單元和該右眼影像擷取單元執行一影像矯正動作。
- 如請求項25所述影像校正系統，其中該影像矯正動作是使該複數個第一特徵點與該複數個第二特徵點線對線(line-to-line)對齊。
- 如請求項25所述影像校正系統，其中該具有複數個特徵點的校正圖案是一單一圖案。
- 如請求項25所述影像校正系統，其中對應該立體照相機的該相機校正參數是對應該立體照相機的外部參數的該相機校正參數。
- 如請求項25所述影像校正系統，其中對應該立體照相機的該相機校正參數是對應該立體照相機的外部參數與該內部參數的該相機校正參數。
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